Введение к работе
Актуальность проблемы. Концентрация крупного металлургического комплекса на территории города, значительное количество предприятий теплоэнергетики, угольной, строительной и других отраслей промышленности создают постоянную опасность высокого уровня загрязнения воздушного бассейна [Сабирьянов и др., 2004]. Предприятия металлургической отрасли оказывают существенное влияние на формирование экологической обстановки в районах их расположения, а в ряде случаев ее определяют [Меренюк, 1984; Варенков, Костиков, 2000].
Город Темиртау Центрально-Казахстанского региона является одним из загрязненных городов Республики Казахстан. Наличие в городе промышленного гиганта ОАО «Арселор Митал» (бывший Карметкомбинат), Темиртауского химико-механического завода и ОАО «Азия Цемент» ведет к интенсивному загрязнению окружающей среды, что неблагоприятно влияет на здоровье населения. В выбросах промышленных предприятий г. Темиртау содержатся 36 веществ, загрязняющих атмосферный воздух, из них 17 веществ 1-2 класса опасности (фенолы, бензол, цианиды, сероводород, диоксид азота, двуокись марганца и т.д.), причем доля автотранспорта здесь невелика и составляет лишь 4-5 % [Кулкыбаев, 1995]. Выбросы предприятий крупных промышленных центров, в десятки раз превышающие ПДК, оказывают комбинированное, хроническое, действие и вызывают определенные адаптационные изменения физиологических систем, способствуя напряжению защитных сил организма, вплоть до их срыва. Воздействия эти многообразны в зависимости от вида загрязнителя, его концентрации в воздухе, длительности и периодичности воздействия [Пинигин, Авалиани, Рябова, 1985; Вельтищев, 1995].
Оценка роли неблагоприятных воздействий факторов окружающей среды на здоровье подрастающего поколения на протяжении длительного времени остается наиболее актуальной для большинства территорий мира. В силу ухудшающихся условий, данные территории обозначаются как «зоны экологического неблагополучия» либо «группы крайнего экологического неблагополучия» [Воробьев, Коровник, Падалкин,1991].
В более детальном анализе с учетом формирования различных вариантов приспособительных реакций под влиянием факторов среды нуждаются дети в так называемые «критические» периоды онтогенеза. [Сауткин, Алексеева, Денисова, 1996], когда адаптационно-приспособительные процессы протекают на фоне сложных, многозвеньевых вегетативно-гуморальных изменений, которые ведут к перестройке функционирования всех систем и ограничению возможности адаптации [Сабирьянов и др., 2004].
Физическое развитие служит одним из объективных и обобщающих параметров здоровья детей и является индикатором социально-экономического благополучия общества, а также санитарного и экологического состояния территории. Именно развитие в период роста определяет основные черты здоровья того или иного поколения в старших возрастах, включая потенциальное долголетие и передачу соответствующих качеств будущим поколениям [Крукович, Лучанинова, Нагирная, Транковская, 2004].
На сегодняшний день не существует единой системы оценки функционального состояния организма детей, находящихся в переходных периодах развития, особенно если они проживают в зонах экологического неблагополучия. При этом нужно учитывать региональные климатогеографические характеристики и национальное разнообразие территории, что позволит на ранних стадиях диагностировать возникновение и развитие донозологических состояний. Это необходимо для своевременной коррекции, заключающейся в принятии адекватных мер по предупреждению развития хронических патологических состояний.
Цель исследования – сравнительная физиологическая оценка адаптационных процессов организма школьников в зависимости от степени экологического неблагополучия по месту жительства и роль сопутствующих факторов в результативности учебной деятельности.
Задачи исследования:
1. Провести сравнительный анализ физического развития школьников, проживающих в районах с разной экологической обстановкой.
2. Оценить функциональное напряжение ведущих систем организма школьников в зависимости от степени экологического неблагополучия по месту жительства, в динамике учебного процесса с учетом периода развития и национальной принадлежности.
3. Оценить с помощью математического анализа уровень системного взаимодействия организма в целом и отдельных систем школьников в процессе обучения, в зависимости от периода развития и национальной принадлежности, степени экологического неблагополучия по месту жительства, в динамике учебного процесса.
4. Выявить долю влияния основных и сопутствующих факторов учебного процесса на уровень функционального напряжения организма учащихся в процессе обучения.
5. На основе математического анализа разработать методику оценки функционального состояния организма школьников в зависимости от степени экологического напряжения в районе проживания.
Научная новизна. Впервые дана физиологическая оценка адаптивных возможностей организма школьников пре- и пубертатного периодов развития в районах с различной степенью загрязнения атмосферного воздуха (г.Темиртау и г.Караганды). Впервые выявлены: влияние неблагоприятной экологической ситуации по месту жительства на общую резистентность и уровень функционального напряжения организма школьников, в процессе обучения; доля влияния возрастно-половых и национальных факторов на уровень психофизического развития подростков. Разработан методический подход количественных оценок воздействия неблагоприятной экологической ситуации на физиологические параметры школьников.
Теоретическая и практическая ценность работы. Разработан методический подход и количественные критерии оценки влияния на адаптивные возможности детей школьного возраста загрязнений окружающей среды выбросами металлургической промышленности; разработаны количественные критерии оценки и прогнозирования функционального напряжения при различном уровне воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды. Использование данного методического подхода и количественных критериев, позволяет упростить методику донозологической диагностики детей, проживающих в зоне экологического неблагополучия.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха выбросами металлургической промышленности оказывает существенное негативное влияние на физическое развитие, уровень функционального напряжения кардиореспираторной, центральной нервной систем школьников, отражается на нервно-эмоциональной активности.
2. Негативное влияние неблагоприятной экологической обстановки находит свое отражение на уровне функционального напряжения организма при ежедневной умственной нагрузке во время учебного процесса.
3. Уровень резистентности детей напрямую зависит от уровня техногенного загрязнения атмосферного воздуха, выражающийся в снижении индекса здоровья.
4. Разработанный метод оценки функционального напряжения организма школьников в процессе учебы в зависимости от экологической нагрузки является дополнительным методическим инструментом донозологической диагностики адаптационных процессов.
Соответствие диссертации Паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует п.8 «Изучение физиологических механизмов адаптации человека к различным географическим, экологическим, трудовым и социальным условиям» паспорта специальности 03.03.01 – «Физиология» (биологические науки).
Апробация и реализация результатов исследования: Использование предложенного в диссертации методического подхода и методов математического моделирования повышает качество научных исследований и упрощает процедуру анализа научных результатов, что документально подтверждено актами внедрения Высшей школы общественного здравоохранения (Республика Казахстан); Национального центра гигиены труда и профзаболеваний Министерства Здравоохранения Республики Казахстан; Карагандинского государственного университета им. Е.А. Букетова.
Данные научно-исследовательской работы реализованы в учебном процессе следующих общеобразовательных учреждений Республики Казахстан: Гимназия №1 (г.Темиртау, 3А мкр.); СОШ №19 (г.Темиртау, 4мкр, ул.Ч.Валиханова, 17/1). Результаты исследования диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры физиологии человека и животных КарГУ им. Е.А. Букетова (г. Караганда) и Карагандинского государственного медицинского университета.
Материалы диссертации неоднократно докладывались на научно-практических конференциях различного уровня, среди них: Междунар. науч.-практ. конф. «Наука и ее роль в современном мире» (Караганда,2009); Межвузовской науч. конф. с междунар. участим «Инновационные технологии профилактической медицине в вузовской науке начала XXI века» (Москва,2009); Междунар. науч.-практ. конф. «Теоретические и прикладные проблемы социально-правовых, медико-биологических и технико-экономических сфер жизни общества» (Курск,2009); VI Междунар. науч.-практ. конф. «Окружающая среда и здоровье» (Пенза,2009); XLIV науч.-практ. конф. с междунар. участием «Гигиена, организация здравоохранения и профпатология» (Новокузнецк, 2009).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ общим объемом 4,4 п.л. из них 2 работы объемом 0,9 п.л. в Вестнике Тверского государственного университета, который входит в перечень изданий, рекомендованных ВАК.
Структура диссертации. Общий объем диссертации составляет 167 страниц. Диссертационная работа состоит из введения, пяти основных глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Работа проиллюстрирована 37 таблицами и 71 рисунком. Список литературы включает в себя всего 220 источников отечественных и зарубежных авторов.
